El contenido de energía del biocombustible es una descripción de la energía potencial contenida en un biocombustible dado, medida por unidad de masa de ese combustible, como energía específica, o por unidad de volumen del combustible, como densidad de energía. Un biocombustible es un combustible, producido a partir de organismos vivos. Los biocombustibles incluyen el bioetanol, un alcohol producido por fermentación, a menudo utilizado como aditivo para gasolina, y el biodiesel, que generalmente se usa como aditivo para diesel. La energía específica es la energía por unidad de masa, que se utiliza para describir el contenido de energía de un combustible, expresado en unidades SI como julios por kilogramo (J / kg) o unidades equivalentes. La densidad de energía es la cantidad de energía almacenada en un combustible por unidad de volumen, expresada en unidades SI como julios por litro (J / L) o unidades equivalentes.
Energía y salida de CO2 de biocombustibles comunes.
La siguiente tabla incluye entradas para sustancias populares que ya se utilizan para su energía o que se están discutiendo para tal uso.
La segunda columna muestra la energía específica, el contenido de energía en megajulios por unidad de masa en kilogramos, útil para comprender la energía que se puede extraer del combustible.
La tercera columna de la tabla muestra la densidad de energía, el contenido de energía por litro de volumen, que es útil para comprender el espacio necesario para almacenar el combustible.
Las dos últimas columnas tratan sobre la huella de carbono del combustible. La cuarta columna contiene la proporción de CO2 liberado cuando el combustible se convierte en energía, con respecto a su masa inicial, y la quinta columna enumera la energía producida por kilogramo de CO2 producido. Como guía, un número más alto en esta columna es mejor para el medio ambiente. Pero estos números no tienen en cuenta otros gases de efecto invernadero liberados durante la quema, producción, almacenamiento o envío. Por ejemplo, el metano puede tener costos ambientales ocultos que no se reflejan en la tabla.
| Tipo de combustible | Energía específica (MJ / kg) |
Densidad de energia (MJ / L) |
Gas de CO 2 hecho de combustible usado (kg / kg) |
Energía por CO 2 (MJ / kg) |
|---|---|---|---|---|
| Combustibles sólidos | ||||
| Bagazo (tallos de caña) | 9.6 | ~ + 40% (C 6 H 10 O 5 ) n + 15% (C 26 H 42O 21 ) n + 15% (C 9 H 10 O 2 ) n 1.30 | 7.41 | |
| Chaff (Cascarilla de semillas) | 14.6 | |||
| Estiércol de animales / estiércol | 10-15 | |||
| Plantas secas (C 6H 10 O 5 ) n | 10 – 16 | 1.6 – 16.64 | IF50% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42 O21 ) n + 25% (C 10 H 12 O 3 ) n 1.84 | 5.44-8.70 |
| Combustible de madera (C 6 H 10 O5 ) n | 16 – 21 | 2.56 – 21.84 | IF45% (C 6 H 10 O 5 ) n + 25% (C 26 H 42 O21 ) n + 30% (C 10 H 12 O 3 ) n 1.88 | 8.51-11.17 |
| Carbón | 30 | 85-98% Carbon + VOC + Ash 3.63 | 8.27 | |
| Combustibles líquidos | ||||
| Aceite de pirolisis | 17.5 | 21.35 | (Asunción de combustible: contenido de carbono = 23% p / p) 0,84 | 20.77 |
| Metanol (CH3 – OH) | 19.9 – 22.7 | 15.9 | 1.37 | 14.49-16.53 |
| Etanol (CH3 – CH2 –OH) | 23.4 – 26.8 | 18.4 – 21.2 | 1.91 | 32.25-34.03 |
| Ecalene TM | 28.4 | 22.7 | 75% C 2 H 6 O + 9% C 3 H 8 O + 7% C 4 H10 O + 5% C 5 H 12 O + 4% Hx 2,03 | 14.02 |
| Butanol (CH3 – (CH2) 3- OH) | 36 | 29.2 | 2.37 | 15.16 |
| Grasa | 37.656 | 31.68 | ||
| Biodiesel | 37.8 | 33.3 – 35.7 | ~ 2.85 | ~ 13.26 |
| Aceite de girasol (C18 H 32 O 2 ) | 39.49 | 33.18 | (12% (C 16 H 32 O 2 ) + 16% (C 18 H 34 O 2) + 71% (LA) + 1% (ALA)) 2.81 | 14.04 |
| Aceite de ricino (C18 H 34 O 3 ) | 39.5 | 33.21 | (1% PA + 1% SA + 89.5% ROA + 3% OA + 4.2% LA + 0.3% ALA) 2.67 | 14.80 |
| Aceite de oliva (C 18H 34 O 2 ) | 39.25 – 39.82 | 33 – 33.48 | (15% (C 16 H 32 O 2 ) + 75% (C 18 H 34 O 2) + 9% (LA) + 1% (ALA)) 2,80 | 14.03 |
| Combustibles gaseosos | ||||
| Metano (CH 4 ) | 55 – 55.7 | (Licuado) 23.0 – 23.3 | (La fuga de metano ejerce 23 × efecto invernadero de CO 2 ) 2.74 | 20.05-20.30 |
| Hidrógeno (H2) | 120 – 142 | (Licuado) 8.5 – 10.1 | (La fuga de hidrógeno cataliza ligeramente el agotamiento del ozono) 0.0 | |
| Combustibles fósiles (comparación) | ||||
| Carbón | 29.3 – 33.5 | 39.85 – 74.43 | (Sin contar: CO, NO x , sulfatos y partículas) ~ 3.59 | ~ 8.16-9.33 |
| Petróleo crudo | 41.868 | 28 – 31.4 | (Sin contar: CO, NO x , sulfatos y partículas) ~ 3.4 | ~ 12.31 |
| Gasolina | 45 – 48.3 | 32 – 34.8 | (Sin contar: CO, NO x , sulfatos y partículas) ~ 3.30 | ~ 13.64-14.64 |
| Diesel | 48.1 | 40.3 | (Sin contar: CO, NO x , sulfatos y partículas) ~ 3.4 | ~ 14.15 |
| Gas natural | 38 – 50 | (Licuado) 25.5 – 28.7 | (Etano, propano y butano N / C: CO, NO x y sulfatos) ~ 3.00 | ~ 12.67-16.67 |
| Etano (CH 3 -CH 3 ) | 51.9 | (Licuado) ~ 24.0 | 2,93 | 17.71 |
| Combustibles nucleares (comparación) | ||||
| Uranio-235 ( 235 U) | 77,000,000 | (Puro) 1,470,700,000 | [Mayor para concentración de mineral inferior (minería, refinación, mudanza)] 0.0 | ~ 55- ~ 90 |
| Fusión nuclear ( 2H- 3 H) | 300,000,000 | (Licuado) 53,414,377.6 | (Dependiente del método de extracción de isótopos de hidrógeno de lecho marino) 0.0 | |
| Almacenamiento de energía de la celda de combustible (comparación) | ||||
| Metanol directo | 4.5466 | 3.6 | ~ 1.37 | ~ 3.31 |
| Intercambio de protones (I + D) | hasta 5.68 | hasta 4.5 | (IFF Fuel se recicla) 0.0 | |
| Hidruro de sodio (I + D) | hasta 11.13 | hasta 10.24 | (Vejiga para Reciclaje de Óxido de Sodio) 0.0 | |
| Almacenamiento de energía de la batería (comparación) | ||||
| Batería de ácido sólido | 0.108 | ~ 0.1 | (200-600 Tolerancia de Ciclo Profundo) 0.0 | |
| Batería de níquel-hierro | 0.0487 – 0.1127 | 0.0658 – 0.1772 | (<40y Vida) (2k-3k Tolerancia de Ciclo SI no hay efecto de Memoria) 0.0 | |
| Batería de níquel-cadmio | 0.162 – 0.288 | ~ 0.24 | (1k-1.5k Tolerancia de ciclo SI no hay efecto de memoria) 0.0 | |
| Hidruro de metal de níquel | 0.22 – 0.324 | 0.36 | (300-500 Tolerancia de ciclo si no hay efecto de memoria) 0.0 | |
| Batería super hierro | 0.33 | (1.5 * NiMH) 0.54 | (~ 300 de tolerancia de ciclo profundo) 0.0 | |
| Batería de zinc-aire | 0.396 – 0.72 | 0.5924 – 0.8442 | (Reciclable mediante fundición y remezcla, no con recarga) 0.0 | |
| Batería de iones de litio | 0.54 – 0.72 | 0.9 – 1.9 | (3-5 y Vida) (500-1k Tolerancia de Ciclo Profundo) 0.0 | |
| Polímero de litio-ion | 0.65 – 0.87 | (1.2 * Li-Ion) 1.08 – 2.28 | (3-5 y Vida) (300-500 Tolerancia de Ciclo Profundo) 0.0 | |
| Batería de fosfato de litio y hierro. | ||||
| DURACELL Zinc-Air | 1.0584 – 1.5912 | 5.148 – 6.3216 | (1-3 años de vida útil) (Reciclable no recargable) 0.0 | |
| Batería de aluminio | 1.8 – 4.788 | 7.56 | (10-30 y Vida) (3k + Tolerancia de Ciclo Profundo) 0.0 | |
| PolyPlusBC Li-Aircell | 3.6 – 32.4 | 3.6 – 17.64 | (Puede ser recargable) (Podría filtrar sulfatos) 0.0 | |
Notas
Si bien todas las relaciones de salida de gas CO2 se calculan dentro de un margen de error inferior al 1% (suponiendo una oxidación total del contenido de carbono del combustible), las relaciones precedidas por una Tilde (~) indican un margen de error de hasta (pero no mayor) que) 9%. Las relaciones enumeradas no incluyen las emisiones del cultivo de la planta de combustible / Minería, purificación / refinación y transporte. La disponibilidad de combustible suele ser 74–-84.3% NETO desde la fuente de Balance de Energía.
Si bien la fisión de uranio-235 (235U) no produce gas CO2 directamente, los procesos de quema de combustibles fósiles indirectos de la eliminación de residuos de Minería, Fresado, Refinación, Mudanza y Radioactivos, etc. de concentraciones de mineral de uranio de grado intermedio a bajo producen cierta cantidad de dióxido de carbono. . Los estudios varían en cuanto a la cantidad de dióxido de carbono que se emite. El Panel Intergubernamental de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático informa que la energía nuclear produce aproximadamente 40 g de CO2 por kilovatio / hora (11 g / MJ, equivalente a 90 MJ / kg CO2e). Un metanálisis de varios estudios sobre las emisiones del ciclo de vida del CO2 nuclear realizado por el académico Benjamin K. Sovacool encuentra que el nuclear en promedio produce 66 g de CO2 por kilovatio hora (18.3 g / MJ, equivalente a 55 MJ / kg CO2e). Un profesor australiano afirma que la energía nuclear produce las emisiones equivalentes de CO2 por MJ de energía de salida neta de una central eléctrica de gas natural. Prof. Mark Diesendorf, Inst. de Estudios Ambientales, UNSW.
Rendimientos de cultivos comunes asociados a la producción de biocombustibles.
| Cultivo | Petróleo (kg / ha) |
Petróleo (L / ha) |
Petróleo (libra / acre) |
Petróleo (US gal / acre) |
Aceite por semillas (kg / 100 kg) |
Rango de fusión (° C) | Yodo número |
Cetano número |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Petróleo / Grasa |
Metilo Ester |
Etilo Ester |
||||||||
| Maní | (Kernel) 42 | |||||||||
| Copra | 62 | |||||||||
| Sebo | 35 – 42 | dieciséis | 12 | 40 – 60 | 75 | |||||
| Manteca de cerdo | 32 – 36 | 14 | 10 | 60 – 70 | sesenta y cinco | |||||
| Maiz) | 145 | 172 | 129 | 18 | -5 | -10 | -12 | 115 – 124 | 53 | |
| Anacardo | 148 | 176 | 132 | 19 | ||||||
| Avena | 183 | 217 | 163 | 23 | ||||||
| Lupino | 195 | 232 | 175 | 25 | ||||||
| Kenaf | 230 | 273 | 205 | 29 | ||||||
| Caléndula | 256 | 305 | 229 | 33 | ||||||
| Algodón | 273 | 325 | 244 | 35 | (Semilla) 13 | -1 – 0 | -5 | -8 | 100 – 115 | 55 |
| Cáñamo | 305 | 363 | 272 | 39 | ||||||
| Haba de soja | 375 | 446 | 335 | 48 | 14 | -16 – -12 | -10 | -12 | 125 – 140 | 53 |
| café | 386 | 459 | 345 | 49 | ||||||
| Linaza (lino) | 402 | 478 | 359 | 51 | -24 | 178 | ||||
| Avellanas | 405 | 482 | 362 | 51 | ||||||
| Euforbio | 440 | 524 | 393 | 56 | ||||||
| Semilla de calabaza | 449 | 534 | 401 | 57 | ||||||
| Cilantro | 450 | 536 | 402 | 57 | ||||||
| Semilla de mostaza | 481 | 572 | 430 | 61 | 35 | |||||
| Camelina | 490 | 583 | 438 | 62 | ||||||
| Sésamo | 585 | 696 | 522 | 74 | 50 | |||||
| Cártamo | 655 | 779 | 585 | 83 | ||||||
| Arroz | 696 | 828 | 622 | 88 | ||||||
| Árbol de aceite de tung | 790 | 940 | 705 | 100 | -2.5 | 168 | ||||
| Girasoles | 800 | 952 | 714 | 102 | 32 | -18 – -17 | -12 | -14 | 125 – 135 | 52 |
| Cacao (cacao) | 863 | 1,026 | 771 | 110 | ||||||
| Miseria | 890 | 1,059 | 795 | 113 | 3 | 93 | ||||
| Adormidera | 978 | 1.163 | 873 | 124 | ||||||
| Colza | 1,000 | 1,190 | 893 | 127 | 37 | -10 – 5 | -10 – 0 | -12 – -2 | 97 – 115 | 55 – 58 |
| Olivos | 1,019 | 1,212 | 910 | 129 | -12 – -6 | -6 | -8 | 77 – 94 | 60 | |
| semillas de ricino | 1.188 | 1,413 | 1,061 | 151 | (Semilla) 50 | -18 | 85 | |||
| Nueces de pecán | 1,505 | 1,791 | 1,344 | 191 | ||||||
| Jojoba | 1,528 | 1,818 | 1,365 | 194 | ||||||
| Jatropha | 1,590 | 1,892 | 1,420 | 202 | ||||||
| Nueces de macadamia | 1,887 | 2,246 | 1,685 | 240 | ||||||
| nueces de Brasil | 2,010 | 2,392 | 1,795 | 255 | ||||||
| Aguacate | 2,217 | 2,638 | 1,980 | 282 | ||||||
| Coco | 2,260 | 2,689 | 2,018 | 287 | 20 – 25 | -9 | -6 | 8 – 10 | 70 | |
| Sebo chino[nc 2] | 4.700 | 500 | ||||||||
| Aceite de palma | 5,000 | 5,950 | 4.465 | 635 | 20- (Kernal) 36 | 20 – 40 | -8 – 21 | -8 – 18 | 12 – 95 | 65 – 85 |
| Algas | 95,000 | 10,000 [ cita requerida ] | ||||||||
| Cultivo | Petróleo (kg / ha) |
Petróleo (L / ha) |
Petróleo (libra / acre) |
Petróleo (US gal / acre) |
Aceite por semillas (kg / 100 kg) |
Rango de fusión (° C) | Yodo número |
Cetano número |
||
| Petróleo / Grasa |
Metilo Ester |
Etilo Ester |
||||||||
Notas
Extracción de aceite típico de 100 kg de semillas oleaginosas.
El sebo chino (Sapium sebiferum o Tradica Sebifera) también se conoce como el «árbol de las palomitas de maíz»